원자력/우주항공

중국과학원, FAST로 여러 번의 반복적 FRB 포획

발행일 : 2019 / 09 / 05

최근 중국과학원 국가천문대는 FAST를 사용해 빠른 전파 폭발(Fast Radio Burst, FRB)의 여러 번 반복적인 폭발을 최초로 탐측했다. 현재 FAST가 포획한 펄스 수효는 전세계적으로 가장 많다. 이번에 탐측한 “우주 깊은 곳의 신비한 전파신호”는 지구로부터 30억 광년 떨어진 곳에서 왔다. 연구팀은 이미 항공기·위성 등의 교란 요인을 배제하였고 후속 교차검증을 진행 중이다.

근년에 새로 발견된 천체인 FRB 기원에 대해 국제과학계는 지금까지 합리적인 해석을 내놓지 못하고 있다. 2007년에 최초로 FRB를 발견하여서부터 현재까지 전세계적으로 발표된 FRB는 100개도 안 된다. 일반적 상황에서 FRB는 한 번 출현한 후로 종적을 감춘다. 2015년에 미국은 아레시보(Arecibo) 망원경으로 빠른 전파 폭발 FRB121102의 반복적 폭발을 최초로 탐측했다. 관련 데이터 분석에 근거하면 해당 신호원은 지구로부터 약 30억 광년 떨어진 왜소은하(dwarf galaxy) 속에 위치한다.

FAST는 이번에 실시간적 탐측단말을 사용해 빠른 전파 폭발 FRB121102을 탐측했다. 19빔 수신기에 설치된 FRB단말은 앞서 1개월 넘게 가동되었다. 2019년 8월 30일 오전에 FAST는 FRB121102에서 유래한 펄스를 실시간적으로 탐측했다. FAST 프로젝트팀은 그 즉시로 작업계획을 조정하여 FRB121102에 대한 후속 관측에 진력하였다. 그 후 연속 몇 일 동안 FAST는 FRB121102에서 유래한 펄스를 매일 수십 개씩 탐측했는데 특히 2019년 9월 3일에만 20여개를 탐측했다. FAST는 누계로 대량의 높은 신호대잡음비 펄스를 포획했다. 현재 FAST가 탐측한 펄스 수효는 전세계적으로 가장 많다. 관련 데이터에 대한 교차검증 및 심층적 처리는 아직도 진행 중이다.

현재 전세계적으로 탐측된 FRB는 매우 적다. 세계 최대 단일 구경 전파망원경 FAST의 19빔 수신기는 1.05~1.45GHz 주파수대를 포함하며 민감도가 매우 높아 반복 폭발 탐색에 적합하다. 탐측 샘플의 증가는 FRB 기원 및 물리적 메커니즘 연구에 중요한 촉진역할을 할 전망이다. FRB121102가 폭발 활성기에 있는데 비추어 FAST 프로젝트팀은 스케줄을 조정해 후속 관측을 추진할 계획이다. 이외 국제 기타 망원경설비의 참여도 기대된다.

중국과학원 국가천문대가 개발을 담당한 FRB 실시간 탐측단말은 고효율적 실시간 펄스 포획능력을 보유하기에 대부분 관측임무와 병행하여 진행할 수 있다. 향후 실시간 탐측단말은 새 FRB 발견, FRB 위치결정 정확도 향상, 전파 폭발에서 기인한 고정밀도 흡수선(absorption line) 실시간적 포획 등 면에서 중요한 역할을 할 전망이다.